Выбор метода обезжиривания в парах растворителя

Как и любое решение о покупке оборудования, выбор оборудования для очистки деталей в отделочном цехе следует начинать с обсуждения своих потребностей. Необходимо принять во внимание тип удаляемых загрязнений, конструкцию очищаемых деталей и ограничения по времени для процесса очистки.

Правильно сконструированная, функционирующая и поддерживаемая в рабочем состоянии установка для обезжиривания в парах растворителя может стать надежным и экономичным вариантом очистки во многих областях применения. Однако перед покупкой системы обезжиривания следует изучить три типа процессов обезжиривания в парах растворителя: очистка в одном растворителе, очистка в азеотропной смеси и очистка в сорастворителях. Прежде всего, важно понимать, как работает обезжиривание в парах растворителя.

В данном процессе применяется погружение в растворитель в сочетании с промывкой паром и сушкой для удаления всех типов масла, смазки, воска, флюса и твердых частиц. Это замкнутая система, в которую входит стальной аппарат с загрузкой сверху, состоящий из двух камер, заполняемых растворителем. В одной камере растворитель нагревается до кипения, в результате чего образуется облако пара, которое поднимается навстречу двум охлаждающим змеевикам. Охлаждающие змеевики заставляют пар конденсироваться и возвращаться в жидкое состояние. Эта жидкость направляется во вторую (промывочную) камеру.

Сначала подъемник через пары опускает корзину с загрязненными деталями в резервуар с кипящей жидкостью. Затем корзина направляется в промывочный резервуар с чистым растворителем, который был конденсирован из паров. Этот процесс отличается легким управлением и высокой повторяемостью. Процесс позволяет получить чистые, сухие детали, готовые к упаковке или дальнейшей обработке.

За последние 10 лет многие компании вывели на рынок экологически приемлемые очищающие жидкости, пригодные для обезжиривания в парах растворителя. Это означает, что инженеры во всем мире могут воспользоваться такими преимуществами, как скорость, удобство и энергоэффективность этой технологии.

Далее рассмотрим три типа обезжиривания в парах растворителя и соответствующие химические составы. Следует отметить, что каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, а выбор зависит от конкретной сферы применения.

Обезжиривание в одном растворителе

В этом процессе используется только один компонент, поэтому он, как правило, считается самым экономичным. Кроме того, оператору не нужно контролировать концентрацию растворителя и беспокоиться о том, какой раствор добавлять в установку. А поскольку состав остается неизменным, очистка может происходить как в жидкой, так и в паровой фазе, что говорит о практическом преимуществе этого варианта.

Однако очищающая способность монорастворителя ограничена, а некоторые из часто используемых на сегодняшний день растворителей могут быть воспламеняемыми и токсичными. Наиболее распространены растворители н-пропилбромид (nPB), трихлорэтилен (TCE) и перхлорэтилен (PERC), и все они могут стать источником проблем с безопасностью и защитой окружающей среды.

Хотя монорастворители могут быть относительно агрессивными в плане очистки, они идеально подходят для удаления машинного масла и смазки, содержащей углеводороды. Высококипящие растворители можно использовать для плавления воска и удаления загрязнений с высокой температурой кипения. Они также хорошо подходят для металлов, хотя в этом случае важно контролировать процесс в отношении кислот, если используется один из менее стабильных (хлорированных) растворителей.

Обезжиривание в азеотропной смеси

Азеотропная смесь — это смесь двух и более компонентов, которые при смешивании ведут себя так, как если бы они были одним химическим веществом, что обеспечивает все преимущества смеси различных компонентов и при этом удобство обращения и хранения одного вещества. Смесь остается стабильной в жидкой и паровой фазах, поэтому ее состав не меняется на протяжении всего процесса обезжиривания.

К примеру, воспламеняющиеся и невоспламеняющиеся компоненты можно смешать для получения стабильной, невоспламеняющейся смеси, что важно для безопасности. Это делает очистку проще, безопаснее и надежнее.

В данном процессе используются фильтры и мембраны для дистилляции (а не улавливания) загрязнений. Затем азеотропную смесь можно повторно очистить, пока загрязнения «заблокированы» в жидкости на дне установки для обезжиривания.

Азеотропы можно модифицировать для получения определенных физических свойств, что позволяет использовать их в широком спектре областей применения и для различных органических, неорганических загрязнений, твердых примесей и их сочетаний. Это значит, что они применимы для большинства подложек, а фторсодержащие азеотропные смеси, к тому же, не требуют контроля кислотности.

Поскольку азеотропные смеси можно составить в соответствии с типом загрязнения, очистка, как правило, выполняется гораздо быстрее, чем при использовании некоторых отдельных растворителей; можно сократить продолжительность цикла очистки на 75% и повысить производительность.

С учетом того, что многие регулирующие организации, такие как Агентство по охране окружающей среды США, рассматривают меры по сокращению и ограничению использования веществ, содержащих nPB, PERC и TCE, из соображений безопасности, очистку в азеотропной смеси можно считать жизнеспособной заменой.

Хотя стоимость азеотропов выше, чем монорастворителей, они все равно остаются конкурентоспособным вариантом, а тот факт, что они состоят из более безопасных и более устойчивых химических веществ, перевешивает любые финансовые затраты. К тому же, обучение и оптимизация процесса могут сделать очистку с использованием азеотропной смеси более эффективной и экономически оправданной.

Обезжиривание в сорастворителях

Сорастворители — это самые сложные, но и самые эффективные очистители, которые можно использовать в установках обезжиривания. В этих системах используется нелетучий очиститель в сочетании с летучим промывным раствором. Большая часть очистки выполняется в нелетучем очистителе, который затем смывается летучей жидкостью. Преимущество этих систем заключается в том, что нелетучий очиститель можно корректировать и модифицировать в соответствии с заданными требованиями к очистке. Иногда загрязнения нельзя удалить с помощью одного растворителя или азеотропной смеси из-за проблем с совместимостью материалов, пропускной способностью или природоохранного законодательства.

Сорастворитель может обеспечить требуемую очищающую способность без использования компонентов, применение которых ограничено законодательством, и без проблем, связанных с чувствительностью к растворителям. К примеру, можно разработать состав, не содержащий хлор или летучие органические вещества.

Тем не менее, данный метод очистки имеет и несколько недостатков, самый очевидный — это необходимость в отдельной ванне очистки. Этот растворитель нельзя использовать в однокамерной установке обезжиривания или для очистки только в парах растворителя, а дополнительный цикл очистки приводит к снижению производительности.

Еще один недостаток данного процесса заключается в том, что он требует постоянного контроля концентрации каждого компонента. Для этого требуется дополнительное обучение персонала, чтобы гарантировать своевременное добавление в систему необходимого компонента.

Что система сорастворителей может предложить вам взамен, так это возможность удаления сложных загрязнений, которые зачастую требуют высоких температур. Данный процесс обеспечивает почти такую же скорость и удобство, как очистка одним растворителем, но повышает эффективность этой очистки благодаря действию второго химического вещества, обеспечивая дополнительную “мощность”, которая может потребоваться в некоторых ситуациях.

Грамотный выбор

Когда руководство цеха выбрало подходящий метод обезжиривания, необходимо сначала опробовать его. Знания и опыт помогут при оптимизации и разработке циклов очистки, подходящих для конкретных задач, поэтому также важно проконсультироваться с поставщиком, который может провести испытания и предложить вам продукцию для очистки в соответствии с требованиями.

Венесия Хуртубиз — химик лабораторной службы очистки в компании MicroCare Corp. Сайт: http://www.microcare.com